自動車乗り心地｜人間工学｜テーマで選ぶ

モーションキャプチャー MAC3D Systemでは、身体に付けたマーカーの三次元位置データを取得できます。ただし、これは三次元位置の点のデータでしかありません。この点のデータより、筋骨格モデル動作解析ソフトを使用して関節位置、関節角度、身体重心、筋力といった身体のデータを推定します。この身体データを、自動車の乗り心地評価における指標の1つに使えないか、という試みが各自動車メーカーおよび、研究機関で検討されています。

自動車の乗り心地で重要視されている指標のひとつに、乗車時の姿勢が挙げられます。特に頚椎、胸椎、腰椎の姿勢、角度がどのようになっているかが着目されています。しかし、自動車乗車時の背骨の姿勢を計測することは困難です。シートで背骨が隠れてしまいます。
 
その課題に対して、ナックではMAC3D Systemと筋骨格モデル動作解析ソフトウェア nMotion musculousで、背骨の姿勢推定システムを提案しています。

まずは、身体の前方側にマーカーを貼り、MAC3D Systemで撮影します

筋骨格モデル動作解析ソフトウェアnMotion musculousで、背骨の姿勢を推定するモデルを使用し、乗車時の背骨の角度を計算します。実際の運用では、第1頚椎から第7頚椎、第1胸椎から第12胸椎、第1腰椎から第5腰椎とそれぞれの角度を算出し、シートごとでデータの比較を行い分析しています。

自動車の乗り心地評価では、身体の動きだけではなく、筋力も注目されています。胸鎖乳突筋といった首の筋、僧帽筋などの背筋は姿勢を保つ上で重要な筋肉のため、乗車時にどのような状態になっているかを知りたいという要望が多くあります。

そこでナックでは、筋力推定が可能なデータを取得できるシステムを構築しました。筋力推定計算をするには、身体の姿勢と、接触力が必要になりますので、MAC3D Systemと接触力を計測できる床反力計を組み合わせたシステムを考えました。床反力計はシートに埋め込み、MAC3D Systemで床反力計の位置を推定して接触力を計算します。

シートは人が座ると動くので、床反力計も動きます。このシステムは、その動く床反力計も考慮して設計されているので、正確な計測が可能です。筋力計算には、筋骨格モデル動作解析ソフトウェア nMotion musculousを使用します。